Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis

In this paper, a p–n thin film NiO/ZnO heterojunction for a rectifier diode and a UV photodetector is prepared and characterized. Nickel oxide (NiO) and gallium-doped zinc oxide (ZnO:Ga) thin films are grown by RF magnetron sputtering and spray pyrolysis techniques, respectively. The crystal structu...

Descripción completa

Guardado en:

Detalles Bibliográficos
Autores principales:	Ghimpu Lidia, Suman Victor, Rusnac Dumitru, Potlog Tamara
Formato:	article
Lenguaje:	EN
Publicado:	D.Ghitu Institute of Electronic Engineering and Nanotechnologies 2021
Materias:	RF magnetron sputtering spray pyrolysis UV–VIS spectroscopy Electrical properties pulverizare cu magnetron RF piroliză prin pulverizare spectroscopie UV–VIS proprietăți electrice Physics QC1-999 Electronics TK7800-8360
Acceso en línea:	https://doi.org/10.53081/mjps.2021.20-1.05 https://doaj.org/article/ea6216647a2f42a28f3882dbbb002cb9
Etiquetas:	Agregar Etiqueta Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!

id	oai:doaj.org-article:ea6216647a2f42a28f3882dbbb002cb9
record_format	dspace
spelling	oai:doaj.org-article:ea6216647a2f42a28f3882dbbb002cb92021-11-21T12:14:13ZFabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesishttps://doi.org/10.53081/mjps.2021.20-1.05535.33:543.42537-63651810-648Xhttps://doaj.org/article/ea6216647a2f42a28f3882dbbb002cb92021-07-01T00:00:00Zhttps://mjps.nanotech.md/archive/2021/article/134657https://doaj.org/toc/1810-648Xhttps://doaj.org/toc/2537-6365In this paper, a p–n thin film NiO/ZnO heterojunction for a rectifier diode and a UV photodetector is prepared and characterized. Nickel oxide (NiO) and gallium-doped zinc oxide (ZnO:Ga) thin films are grown by RF magnetron sputtering and spray pyrolysis techniques, respectively. The crystal structure of the thin films is studied by the X-ray diffraction (XRD) method. The transmittance and reflectance are studied by UV–VIS spectroscopy. The p–n electrical parameters are estimated from current–voltage characteristics. The effects of duration of thermal annealing at 450oC on the characteristics of the NiO/ZnO:Ga device are evaluated. The non-annealed diode shows the best rectification coefficient of 105 at ±1 V. The p–n photodetection capability is studied under UV illumination. At a reverse bias of –3 V under 365-nm UV illumination, the device shows a current intensity of ~6.2 × 10-12 A. The observed increase in the reverse current intensity by about two orders of magnitude under a UV lamp with a spectral irradiance of 10 W m-2 μ m-1 indicates a promising application in UV light detection.În această lucrare, a fost descrisă fabricarea și caracterizarea diodei redresoare și senzorului UV pe baza heterojoncțiunii cu straturi subțiri p-NiO/n-ZnO. Straturile subțiri de oxid de nichel (NiO) și oxid de zinc (ZnO:Ga) au fost obținute prin metoda pulverizării în regim de radiofrecvenţă (RF) și, respectiv, metoda pulverizării pirolitice. Structura cristalină a straturilor subțiri a fost investigată prin metoda difracției cu raze X (XRD). Transmitanța și reflectanța au fost studiate prin spectroscopie UV-VIS. Parametrii electrici ai heterojoncțiunii p-n au fost estimați din caracteristicile curent-tensiune. Au fost evaluate efectele duratei tratării termice la 450oC asupra caracteristicilor structurii NiO/ZnO:Ga. Dioda redresoare netratată a arătat cel mai bun coeficient de redresare de 105 la aplicarea tensiunii ±1 V. Capacitatea de detecție a senzorului pe baza heterojoncțiunii p-n a fost studiată la iluminarea UV. Curentul de întuneric al joncțiunii la polarizare inversă de -3V este ~ 6,2 × 10-12 A. O creștere a curentului invers cu aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2 μ m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV.m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV.m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV. Ghimpu LidiaSuman VictorRusnac DumitruPotlog TamaraD.Ghitu Institute of Electronic Engineering and NanotechnologiesarticleRF magnetron sputteringspray pyrolysisUV–VIS spectroscopyElectrical propertiespulverizare cu magnetron RFpiroliză prin pulverizarespectroscopie UV–VISproprietăți electricePhysicsQC1-999ElectronicsTK7800-8360ENMoldavian Journal of the Physical Sciences, Vol 20, Iss 1, Pp 66-72 (2021)
institution	DOAJ
collection	DOAJ
language	EN
topic	RF magnetron sputtering spray pyrolysis UV–VIS spectroscopy Electrical properties pulverizare cu magnetron RF piroliză prin pulverizare spectroscopie UV–VIS proprietăți electrice Physics QC1-999 Electronics TK7800-8360
spellingShingle	RF magnetron sputtering spray pyrolysis UV–VIS spectroscopy Electrical properties pulverizare cu magnetron RF piroliză prin pulverizare spectroscopie UV–VIS proprietăți electrice Physics QC1-999 Electronics TK7800-8360 Ghimpu Lidia Suman Victor Rusnac Dumitru Potlog Tamara Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
description	In this paper, a p–n thin film NiO/ZnO heterojunction for a rectifier diode and a UV photodetector is prepared and characterized. Nickel oxide (NiO) and gallium-doped zinc oxide (ZnO:Ga) thin films are grown by RF magnetron sputtering and spray pyrolysis techniques, respectively. The crystal structure of the thin films is studied by the X-ray diffraction (XRD) method. The transmittance and reflectance are studied by UV–VIS spectroscopy. The p–n electrical parameters are estimated from current–voltage characteristics. The effects of duration of thermal annealing at 450oC on the characteristics of the NiO/ZnO:Ga device are evaluated. The non-annealed diode shows the best rectification coefficient of 105 at ±1 V. The p–n photodetection capability is studied under UV illumination. At a reverse bias of –3 V under 365-nm UV illumination, the device shows a current intensity of ~6.2 × 10-12 A. The observed increase in the reverse current intensity by about two orders of magnitude under a UV lamp with a spectral irradiance of 10 W m-2 μ m-1 indicates a promising application in UV light detection.În această lucrare, a fost descrisă fabricarea și caracterizarea diodei redresoare și senzorului UV pe baza heterojoncțiunii cu straturi subțiri p-NiO/n-ZnO. Straturile subțiri de oxid de nichel (NiO) și oxid de zinc (ZnO:Ga) au fost obținute prin metoda pulverizării în regim de radiofrecvenţă (RF) și, respectiv, metoda pulverizării pirolitice. Structura cristalină a straturilor subțiri a fost investigată prin metoda difracției cu raze X (XRD). Transmitanța și reflectanța au fost studiate prin spectroscopie UV-VIS. Parametrii electrici ai heterojoncțiunii p-n au fost estimați din caracteristicile curent-tensiune. Au fost evaluate efectele duratei tratării termice la 450oC asupra caracteristicilor structurii NiO/ZnO:Ga. Dioda redresoare netratată a arătat cel mai bun coeficient de redresare de 105 la aplicarea tensiunii ±1 V. Capacitatea de detecție a senzorului pe baza heterojoncțiunii p-n a fost studiată la iluminarea UV. Curentul de întuneric al joncțiunii la polarizare inversă de -3V este ~ 6,2 × 10-12 A. O creștere a curentului invers cu aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2aproximativ două ordine de mărime la iluminare cu lampa UV cu iradiere spectrală 10 Wm-2 μ m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV.m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV.m-1 prezintă o aplicație promițătoare în detectarea luminii UV.
format	article
author	Ghimpu Lidia Suman Victor Rusnac Dumitru Potlog Tamara
author_facet	Ghimpu Lidia Suman Victor Rusnac Dumitru Potlog Tamara
author_sort	Ghimpu Lidia
title	Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
title_short	Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
title_full	Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
title_fullStr	Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
title_full_unstemmed	Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
title_sort	fabrication of p-nio/n-zno:ga heterostructures for a rectifier diode and a uv photodetector via rf magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis
publisher	D.Ghitu Institute of Electronic Engineering and Nanotechnologies
publishDate	2021
url	https://doi.org/10.53081/mjps.2021.20-1.05 https://doaj.org/article/ea6216647a2f42a28f3882dbbb002cb9
work_keys_str_mv	AT ghimpulidia fabricationofpnionznogaheterostructuresforarectifierdiodeandauvphotodetectorviarfmagnetronsputteringandspraypyrolysissynthesis AT sumanvictor fabricationofpnionznogaheterostructuresforarectifierdiodeandauvphotodetectorviarfmagnetronsputteringandspraypyrolysissynthesis AT rusnacdumitru fabricationofpnionznogaheterostructuresforarectifierdiodeandauvphotodetectorviarfmagnetronsputteringandspraypyrolysissynthesis AT potlogtamara fabricationofpnionznogaheterostructuresforarectifierdiodeandauvphotodetectorviarfmagnetronsputteringandspraypyrolysissynthesis
_version_	1718419159321149440

Fabrication Of p-NiO/n-ZnO:Ga heterostructures for a rectifier diode and a UV photodetector via RF magnetron sputtering and spray pyrolysis synthesis

Ejemplares similares